氨纶基本介绍.doc

1基本介绍氨纶（spandex）氨纶是聚氨基甲酸酯纤维的简称，是一种弹性纤维。2基本特性 Spandex译名斯潘德克斯，是一种弹性纤维，学名聚氨酯纤维(Polyurethane)，简写(PU)。中国大陆称为氨纶，它具有高度弹性，能够拉长67倍，但随张力的消失能迅速恢复到初始状态，其分子结构为一个像链状的、柔软及可伸长性的聚氨基甲酸酯，通过与硬链段连接在一起而增强其特性。弹性纤维分为两类：一类为聚酯链类；一为聚醚链类。聚酯类弹性纤维抗氧化、抗油性较强；聚醚类弹性纤维防霉性，抗洗涤剂较好。3优点 氨纶弹性优异。而强度比乳胶丝高23倍，线密度也更细，并且更耐化学降解。氨纶的耐酸碱性、耐汗、耐海水性、耐干洗性、耐磨性均较好。14合成纤维 化学纤维是指那些以天然或者合成的高聚合物为原料，经过化学方法加工制造出来的纤维，它可以分为人造纤维和合成纤维两大类。人造纤维有两种，即人造纤维素纤维（如粘胶纤维，富强纤维等）和人造蛋白质纤维（如大豆纤维，花生纤维等），而合成纤维的阵营比较庞大，有聚酯纤维（即涤纶），聚酰胺纤维（锦纶6，锦纶66等），聚丙烯腈纤维（腈纶），聚乙烯醇缩甲醛纤维（维纶），聚丙烯纤维（丙纶），聚氯乙烯纤维（氯纶），聚氨基甲酸酯纤维（氨纶）。组成物质含有85%以上组分的聚氨基甲酸酯，商品名称有莱卡（Lycra、美国、英国、荷兰、加拿大、巴西）、尼奥纶（Neolon、日本）、多拉斯坦（Dorlastan、德国）等。首先由德国Bayer公司于1937年研究成功，美国杜邦公司于1959年开始工业化生产，现已将其氨纶产业卖给美国科氏工业集团，总产能约为10万吨左右。现全球氨纶总产能约60万吨，而韩国晓星公司的氨纶产能接近12万吨，成为全球第一。中国第一家氨纶企业是烟台氨纶厂，1989年开始生产。中国大陆现有生产能力35万吨左右，为全球最大氨纶生产国。氨纶共有两个品种，一种是由芳香双异氰酸酯和含有羟基的聚酯链段的镶嵌共聚物（简称聚酯型氨纶），另一种是由芳香双异氰酸酯与含有羟基的聚醚链段镶嵌共聚物（简称聚醚型氨纶）。氨纶纤维与弹力聚烯烃纤维和弹力复合纤维统称弹力纤维。5物理特性 具有高断裂伸长(400%以上) 、低模量和高弹性回复率的合成纤维。多嵌段聚氨酯纤维的中国商品名称。又称弹性纤维。氨纶具有高延伸性(500%700%)、低弹性模量(200%伸长，0.040.12克/旦）和高弹性回复率（ 200%伸长 ，95%99%）。除强度较大外，其他物理机械性能与天然乳胶丝十分相似。它比乳胶丝更耐化学降解，具有中等的热稳定性，软化温度约在200以上。用于合成纤维和天然纤维的大多数染料和整理剂，也适用于氨纶的染色和整理。氨纶耐汗、耐海水并耐各种干洗剂和大多数防晒油。长期暴露在日光下或在氯漂白剂中也会退色，但退色程度随氨纶的类型而不同，差异很大。氨纶纤维所以具有如此高的弹力是因为它的高分子链是由低熔点、无定型的软链段为母体和嵌在其中的高熔点、结晶的硬链段所组成。柔性链段分子链间以一定的交联形成一定的网状结构，由于分子链间相互作用力小，可以自由伸缩，造成大的伸长性能。刚性链段分子链结合力比较大，分子链不会无限制地伸长，造成高的回弹性。氡纶长丝的横截面大部分为狗骨形（dog-bone-shaped）也有一些长丝表面光滑或呈锯齿状。断裂强度在所有纺织纤维中是最低的，只有0.440.88CN/dtex（聚醚型的强度要高于聚酯型）。吸湿范围较小，一般为0.3-1.2%（复丝吸湿率要比单丝稍高些）。耐热性视品种不同而有较大差异，大多数纤维在90150范围内短时间存放，纤维不会受到损伤，安全熨烫温度为150以下，可以加温干扰与湿洗。染色性能较优，可染成各种顿色，染料对纤维亲和力强，可适应绝大多数品种的染料，并具有较好的耐化学性，耐大多数的酸碱、化学药剂、有机溶剂、干洗剂和漂白剂，以及耐日晒和风雪，但不耐氧化物，易使纤维变黄与强力降低。氨纶一般不单独使用，而是少量地掺入织物中。这种纤维既具有橡胶性能又具有纤维的性能，多数用于以氨纶为芯纱的包芯纱，称为弹力包芯纱，这种纱的主要特点，一是可获得良好的手感与外观，以天然纤维组成的外纤维吸湿性好；二是只用1-10%的氨纶长丝就可生产出优质的弹力纱；三是弹性百分率控制范围从10%到20%，能根据产品的用途，选择不同的弹性值。易于纺制252500旦不同粗细的丝，因此广泛被用来制作弹性编织物，如袜口 、家具罩、滑雪衣、运动服、医疗织物、带类、军需装备、宇航服的弹性部分等。随着人们对织物提出新的要求，如重量轻、穿着舒适合身、质地柔软等，低纤度氨纶织物在合成纤维织物中所占的比例也越来越大。 也有用氨纶裸体丝和氨纶与其它纤维合并加捻而成的加捻丝，主要用于各种经编、纬编织物，机织物和弹性布等。6发展情况 自从1958年DUPONT把Spandex引入商业用途，并注册商标为(LYCRA)，市场音译为莱卡，很多人已把莱卡作为Spandex之名称。其后世界各地均有生产，如美国橡胶公司(U.S.RUBBERCO.)之VYRENE，日本东洋纺(TOYOBO)之ESPA(氨丝霸)，德国拜耳公司(BAYER,A.G.,W.GERMANY)之DORLASTAN，英国COURTAULDS,U.K.之SPANZELLE，(B.F.GOODRICHCHEMICAL CO.,LTD)之ESTANE，日本富士纺之FUJIBO(富士宝)，DUPONT与日本东丽合作之TORAY-DUPONT，美国(GLOBEMANUFACTURING CO.)之CLEARSPAN和GLOSPAN，韩国泰光(TAE-KWANG)之ACELAN，东国合纤(TONGKOOK)之TEXLON，HYOSUNG晓星之TOPLON及CREORA更是全世界最大。日本旭化成之ROICA(罗依可)，其后旭化成更于1999年初与台湾台塑集团合作开办FORMOSAASAHI公司，简称FAS，日本日清纺之MOBILON(莫比龙)亦在台湾增加生产线生产(TOWNSPAN)东华丝，而台湾自行投资有薛恒兴之SHEIFLEX(雪霏丝)，而中国大陆亦有烟台之纽士达，及连云港之奥神均以TOYOBO东洋纺之设备及技术生产，而广东鹤山氨纶厂亦于1996年投产，福建长乐、南通海门、山东淄博亦开始生产氨纶，中国DUPONT在上海与华源合作生产，而浙江华峰之千禧牌氨纶亦于2000年投产。另外DUPONT亦与其它厂合作(但DUPONT不参与生产事宜)以ELASPAN(伊邦)牌销售。全球各地均投资或增扩氨纶之产量，令弹性纤维市场一片畅旺。2中国DUPONT在上海与华源合作生产，而浙江华峰之千禧牌氨纶亦于2000年投产。2004年，采用当前世界上最先进的日本“日清纺”氨纶生产工艺的浙江华莱氨纶建成投产。根据国家统计局和海关的统计数据，我国2013年1-11月份氨纶纤维产量为35.38万吨，同比增加26.77%；1-11月份进口氨纶纤维纯氨纶1.30万吨，出口4.17万吨；进口氨纶包覆纱0.52万吨，出口0.18万吨；新增资源（产量+纯氨纶进口+氨纶包覆纱进口）37.20万吨，净增资源（新增资源纯氨纶出口氨纶包覆纱出口，即表观需求）32.86万吨，显示中国氨纶纤维产业的市场需求比较强劲。 与上月相比，氨纶纤维行业2013年11月份产量和进出口有所波动，从而使得当月新增资源和净增资源均有所变化。7生产方法 综述氨纶纤维克服了如应力、应变性能、支数范围和橡胶纱之模朔性的质量缺陷，当年DUPONT最先采用干法纺丝生产，时至今日，生产方法亦大致有四种：干法纺丝(DRY SPINNING)：溶液在热气流下，因溶剂挥发而固化成丝的方法。生产流程：溶液(经过)-纺丝泵(过滤)-干燥箱(100热风吹过，使溶液挥发)-纺丝-卷绕成型纺丝速度：由200800M/分钟纺丝温度：为200230纤维纤度：22.21244dtex采用：DUPONT、拜耳、东洋纺特性：过程污染大，工艺复杂，成本高。熔融纺丝(MELT-SPINNING)：高聚物加热到熔点以上成为熔体而成丝的方法。生产流程：高聚物在无溶剂下聚合-造粒-在定温下切片-清洗除杂-干燥-脱水-进入螺杆压机制成溶体-喷丝板挤出-通过冷箱冷却-卷绕成型。纺丝速度：由6001600M/分钟纺丝温度：为160220纤维纤度：91100dtex采用：钟纺、拜耳、日清纺特性：流程短、成本低、污染小湿纺纺丝(WET-SPINNING)：原液在凝固浴中经双扩散作用而固化成丝的方法。生产流程：原液-纺丝泵(过滤)-从喷丝板进入温水(90以下)-再生槽凝固浴-脱去溶剂-丝条洗涤-干燥-卷绕成型。纺丝速度：由50150M/分钟纺丝温度：为90以下温水纤维纤度：44440dtex采用：日本富士纺特性：此法生产过程污染大、纺速慢、成本高。化学反应法高聚物制成溶液经扩链剂使其发生化学反应，而固化成丝的方法。生产流程：溶液-经喷丝板至凝固液-添加扩链剂(化学反应)-卷绕成形-硬化-处理成网状纤维。纺丝速度：由50150M/分钟纤维纤度：4480dtex采用：美国环球特性：此法生产过程污染大、成本高。8形态 Spandex生产上亦有分不同亮光度形态，通常有：(以DUPONT为例)透明(CLEAR- LUSTER)：表面纤维较平滑，故反光成透明，摩擦率低，条干均匀度较差，上色亦较差，适宜与短纤类材料生产，经织物采用多。白根(DULL- LUSTER)：即本白，表面纤维较凹凸不平，摩擦面大，上色效果好，适宜配长纤类生产，粗支根用，如胸围品及辅料用多。半透明(BRIGHT- LUSTER)：内加进钛白粉及防滑剂，对化学剂较强抵抗力，游泳衣用多，因有抗氯功能。哑色(MATT- LUSTER)：界乎本白与半透明之间，为哑白色，适宜针织采用。Spandex各种用途不同，有各种产品形态，主要分为三种：裸纱、包芯纱、包覆或合捻纱。每种不同组合对应不同用途。裸纱(bare yarn)：为100%氨纶纱，裸纱一般不直接用于织物上，大多与对手材料共同生产，并需采用特殊装置生产。针织品最常用，如泳衣、运动服等，一般以22-78Dtex为主。包芯纱(core spun yarn)以裸纱为芯，其它材料为外皮纺成的纱，简称CSY。如以棉包芯一般用环绽纺纱机之细纱车上插入牵伸过的裸纱，包缠包芯纱之裸纱伸长度必需适当调整，其伸缩率被抑制在23倍。现今包芯纱分硬芯纱及软芯纱，包芯纱之对手材料有棉、涤、晴等等。被广泛使用在织物，针织品，绷带、袜子、内衣、牛仔服，一般以22-235Dtex为主。一般包芯纱之支数及混用率(%)：60s棉包22dtex = 棉92% 氨纶8%80s棉包22dtex = 棉90% 氨纶10%55s棉包33dtex = 棉91% 氨纶9%60s棉包33dtex = 棉90% 氨纶10%30s棉包44dtex = 棉92% 氨纶8%40s棉包44dtex = 棉90% 氨纶10%50s棉包44dtex = 棉87% 氨纶13%12s棉包78dtex = 棉96% 氨纶4%16s棉包78dtex = 棉95% 氨纶5%20s棉包78dtex = 棉93% 氨纶7%30s棉包78dtex = 棉90% 氨纶10%40s棉包78dtex = 棉87% 氨纶13%50s棉包78dtex = 棉84% 氨纶16%20s棉包122dtex = 棉93% 氨纶7%36s棉包122dtex = 棉91% 氨纶9%8s 棉包155dtex = 棉95% 氨纶5%20s棉包155dtex = 棉88% 氨纶12%36s棉包155dtex = 棉79% 氨纶21%40s棉包155dtex = 棉77% 氨纶23%包覆或合捻纱：尼龙、涤纶等长纤维、织造弹性织物时，大都用包覆纱合捻纱为裸纱跟与对手纱合捻而成，通常为了提高氨纶的被包覆程度同对手纱两根或三根合捻亦可，把对手纱包一重的叫单包覆纱(SCY)，包两重的叫双包覆纱(DCY)，较粗称(FTY)，主要用44-620Dtex为主，用于内衣，内衣辅料。一般包覆及合捻纱之支数混用率(%)：56dtex尼龙包78dtex = 尼龙88% 氨纶12%78dtex尼龙包78dtex = 尼龙92% 氨纶8%78dtex尼龙包33dtex = 尼龙88% 氨纶12%78dtex尼龙包44dtex = 尼龙63% 氨纶14%78dtex尼龙包78dtex = 尼龙78% 氨纶22%83dtex尼龙包22dtex = 尼龙92% 氨纶8%83dtex尼龙包33dtex = 尼龙89% 氨纶11%83dtex尼龙包44dtex = 尼龙86% 氨纶14%83dtex尼龙包78dtex = 尼龙78% 氨纶22%特殊对物纤维混用率(%)20s/2棉包44dtex = 棉98% 氨纶2%30s/2棉包44dtex = 棉97% 氨纶3%40s/2棉包44dtex = 棉96% 氨纶4%20s/2棉包78dtex = 棉96% 氨纶4%30s/2棉包78dtex = 棉95% 氨纶5%40s/2棉包78dtex = 棉93% 氨纶7%30s/2涤纶包44dtex = 涤纶97% 氨纶3%9相关系数 (1) 打卷张力(PACKAGE DRAFT %)：弹性纤维之上卷张力十分重要，其张力由内至外要保持平均，如张力不平均，直接影响编织布面效果，最佳之上卷张力为8%-12%.而每个筒子之张力误差不能超过3%.(2) 筒上支数(DTEX ON CHEESE)：筒上支数是受打卷张力所控制，例如：44dtex打卷张力为10%，即在筒上之实际支数为40dtex，即细了10%.现今有些氨纶制造商认为，当每个牌子的氨纶每个重量都相同时，打卷张力大的氨纶无疑是长度较长，编织长度较多，织物亦能织较轻，此点必需留意自己产品之要求情况选用。(3) 断裂强度(BreAKING TENACITY)：通常每种不同牌子或不同系列之氨纶，其强度表现均不同，测试方法可在条件化环境下，取50mm用强力机测试，测试100%(SS100)，200%(SS200)，300%(SS300)，测试各五次，一般观察200%(SS200)数据，及其它数据之稳定性，强度愈大，织物之伸长力大，而编织时机速亦可快些。(4) 断裂伸度(BreAKING ELONGATION)：在测断裂强度时，可测出断裂之伸长度，一般伸度愈大，织物含量成份可少一些。(5) 成形度：以外观测试，如成形不良，每个筒子外形有异，大小不一等，均为不合格。(6) 油附着量：氨纶含油量最好为5%(+/-2%)，含油量多或时间愈长，外层油质向内层浸透，而在筒底积聚，影响编织张力及损耗大。一般油剂组份为硅油，含硬脂酸金属离子。(7) 弹性回复率：一般纤维伸长100%或以上，叫弹性纤维，指在张力作用下长度增长，当释放后回复到初始长度，而原长与回复长度之差率，为弹性回复率，一般为95%或以上。(8) 比重：氨纶比重为1.10。(9) 公定回潮率：一般为1.3(ASTM)。(10) 软化温度：一般为190摄氏度/390华氏度。(11) 溶化温度：一般为250摄氏度/437华氏度。10贮存方法 Spandex要保存在温湿均恒的环境内，温度摄氏18-20度之间，温度愈低，贮存期相对可较长，相对湿度为60%-70%，不宜放于日光曝晒之地方，不宜与二氧化硫，氮氧化物等化工产品一起存放，引致其分解。贮存期限：底于20D(3个月)，30D(4个月)，40D-70D(6个月)，100D-280D(9个月),粗于420D(12个月)，Spandex愈粗，贮存期愈长。Spandex在织布时，从恒温仓库到车间，至少提前16小时将纸箱打开，放在织布车间回潮，以减少织布时断纱现象。11测试方法 沸水收缩测试(1)取四个氨纶样品,去除表面层,然后分别取长10cm 三个段落并且用色笔标识距离。(2)将样品放入沸水中(100), 10分钟时间, 然后取出在条件室温下挂干,5分钟以后量度其收缩后的长度。(3)根据沸水前、沸水后的差异,计算其沸水收缩率,标准率为10 -15%。沸水收缩率(%)= (10cm - 测试长度) /10100%结论：沸水收缩率超过(10- 15%),表明氨纶的稳定性差。氨纶弹力测试(1)取四个氨纶样品,去除表面层,然后分别取长10cm三个段落,并且用色笔标识距离。(2)将样品的头尾接合, 放在单纱强力机上测试, 以50cm/分钟速度拉伸。(3)首先将样品分别伸长100%、150%、200%、250%、300%拉伸3次,然后第4次才计算其拉伸应力(cn)及弹性回复率。弹性回复率%= (10cm - 测试长度) / 10 X 100%结论：不同的产品对氨纶的弹性要求不同,某些产品对氨纶要求低伸长、高弹力或高伸长、低弹力或低伸长、低弹力或高伸长、高弹力, 因此不同的布种要选择不同适合的氨纶。标准率与其它牌子以300%之数据比较，确保企业用之氨纶质量一致。12功能类别 每个牌子之常规spandex，有不同之伸度及强力，只需按照最终产品之要求，再选用适合之spandex，便能生产出合用之弹性面料。除常规之spandex外，各牌子均开发出一些特殊功能之spandex产品，令用家更多选择，更适合最终产品之要求。例如：(1)特殊弹性舒适功能：首推DUPONT生产之LYCAR-SOFT，其特性为织物在穿着时，不会有紧窄的感觉，而DUPONT亦对于LYCRA-SOFT织物有严格要求，合格才发予挂牌，一般先将织物在INSTRON拉伸机上，作拉伸及回复率测试，合格标准为：(a)